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简介
这是微生物重金属ppt，包括了微生物的定义及其分类，微生物对重金属活性的影响，重金属胁迫条件下对微生物多样性的影响，目前研究中存在的问题，该领域研究采用的新技术，结语等内容，欢迎点击下载。
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微生物与重金属之间的相互关系 报告人： 1.微生物的定义及其分类 2. 微生物对重金属活性的影响 3. 重金属胁迫条件下对微生物多样性的影响 4. 目前研究中存在的问题 5. 该领域研究采用的新技术 6.结语 一、什么是微生物？ 1.病源微生物八大类 2.原核细胞型微生物 3.真核细胞型微生物 二、微生物对重金属活性的影响 微生物对重金属活性的影响主要是通过微生物对重金属的 吸附、迁移及转化来实现的。 1.微生物对重金属的吸附：主要从下列三方面来研究 吸附机理； 吸附方式； 影响吸附量多少的因素。 吸附机理 两大主要因素: pH、温度 如白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)吸附Pb2+的研究表 明，28℃和35℃时的吸附率分别为95.62%和94.81%，但40℃ 时的吸附率降为82.49%。 如康春莉等发现在温度低于30℃时，温度对 Pb2+、Cd2+的吸附没有影响；当温度高30℃ 时，吸附量略有下降，这肯能是因为温度过高 影响了胞外络合物的活性导致的。 当溶液中存在其他金属离子时，这些共存离子与主要离 子竞争细胞上有限的带负电荷的基团，一般都会抑制主要 金属离子的吸收，从而导致主要金属离子的吸附量的减少。 土壤中微生物对重金属的迁移转化的影响机制 1. 通过烷基化、去烷基化、氧化、还原、配位和沉淀作用转化重金属，并影响它们的迁移能力和生物有效性 2.能大量富集几乎所有的重金属，并通过食物链进入人体，参与生物体内的代谢过程 重金属可与土壤中的有机配位体发生配合作用，影响 着土壤中重金属离子的迁移活性。 ---- 腐殖质中的富里酸与重金属离子形成的螯合物，溶解 度较大，易于在土壤中迁移。 ----腐殖质中的腐殖酸与重金属形成的螯合物溶解度小， 不易在土壤中迁移。 pH值↑→重金属离子的溶解度↓→迁移能力↓ 土壤的氧化还原状况影响重金属的存在形态，使其溶解 度发生变化，从而影响重金属在土壤中的迁移。 微生物通过三种方式影响重金属的迁移转化: 1.主动与被动的堆积、在其体内富集； 2.通过微生物的金属转化作用使重金属的形态发生转化； 3.通过影响重金属的活性，实现不同金属离子间的形态转化。 如有些微生物可把难溶性的Pu4+还原成可溶性的Pu3+，把 Hg2+还原成挥发性的Hg，铁锰氧化物的还原也可把吸附在难 溶性Fe3+、Mn4+氧化物上的重金属释放出来。 菌根是土壤中的真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种联 合体，具有很强的酸溶和酶解能力，菌根根际分泌物及根际提供的 微生态使菌根根际维持较高的微生物种群密度和生理活性，从而促 进植物生长。 1）菌根真菌通过分泌特殊的分泌物等形式改变植物根际环境，改变重金属的存在状态，降低重金属毒性； 3） 菌根真菌向宿主植物传递营养，使植物幼苗成活率提 高，宿主植物抗逆性增强、生长加快，间接地促进植物对重 金属的修复作用。 菌根的形成也同时影响植物根际微生物的种类和数量。 值得注意的是： 一般认为，重金属污染土壤中的土著菌根真菌耐 受重金属能力较强，植物与菌根真菌生物修复的关 键在于筛选有较强降解能力的菌根真菌和适宜的共 生植物，使两者能相互匹配形成有效的菌根。 三、重金属胁迫下对微生物多样性的影响 植物根系在重金属的胁迫下，可导致分泌物的大量释放 可溶性分泌物，如有机酸、氨基酸、单糖等，可通过螫合作用和还原作用，或通过改变根系区域的pH值和氧化还原状况，增加重金属的溶解性和移动性； 不溶性分泌物，如多糖、挥发性化合物，脱落的细胞组织等则在抵御重金属的毒害作用中起着重要的作用。 1.重金属污染对微生物群落多样性的影响 微生物可以影响重金属的活性，同样重金属在短时期内可 以降低微生物的活性，污染严重时还会降低微生物的生物数 量。如图所示分析模型1和模型2： 2.土壤重金属污染对微生物功能多样性的影响 （1）影响微生物对碳源的利用； （2）降低了微生物的代谢效率； （3）通过16SrDNA-DGGE分析重金属影响微生物的生理结构，但是没有对其遗传多样性构成显著影响； （4）随着重金属污染程度的增加，细菌群落的代谢多样性也逐渐降低。 16SrDNA-DGGE技术基本路线 一 样品总DNA的提取： 1 实验器材：玻璃器材，铝盖，1.5mL离心管，螺口管，锆珠，搅拌器，4℃离心机。 实验试剂：PBS（0.05M，pH=7），水饱和酚，TE饱和酚，TN150，TE缓冲液，TAE缓冲液，NaAc (pH=5.2)，氯仿/异戊醇（24：1）（V/V），96%冷乙醇，70%冷乙醇。 3 实验操作：细胞分裂、提取DNA 二、DNA的检测—琼脂糖凝胶电泳 1试剂和器材： 电泳缓冲液（1*TAE），溴乙锭（EB）染色 贮存液（1mg/mL），0.25%溴酚兰，琼脂糖，双蒸水。电泳 仪，水平电泳槽，透射紫外灯，胶带纸 。 2.实验操作：1.2%琼脂糖凝胶的制备、点样、电泳 、观察 三、16s rDNA片段扩增 1 细菌通用引物： EUB-968Gc for：5′CGC CCG GGG CGC GCC CCG GGC GGG GCG GGG GCA CGG GGG GAA CGC GAA GAA CCT TAC 3′ EUB-L1401 rev：5′ CGG TGT GTA CAA GAC CC 3 ′ 2 反应体系：反应液组成: 单个样品量、 MQ、dNTP、MgCl2、PCR缓冲液、引物968Gc for、引物L1401 rev、Taq DNA聚合酶、样品DNA 3、反应条件： 四 变性梯度凝胶电泳（DGGE） 1 实验试剂及配量 ：100%的贮存液、0%的贮存液、缓冲液、固定液、银染溶液、显影剂 2 实验操作：玻璃三明治的制备、胶的备制 、电泳 、染色、加固 3.土壤重金属污染对微生物遗传多样性的影响 例如： Sandaa等学者通过斑点杂交发现，重金属污染不同的两 种土壤，微生物群落结构没有显著差异；但随着重金属浓度的 升高，用探针ALF1b、CF319a和LGCb分离的种群比例降低， BET42a、GAM42a、SRB385和HGC69a分离的种群比例增加 了；RFLP聚类分析显示，污泥重金属含量高的土壤中细菌多样 性指数较高，而克隆文库聚类分析得到相反的结果。 研究中存在的问题： 1. 共存金属离子之间存在竞争吸附，但是有时出现协同作用，这种作用机制尚不清楚； 2. 研究中，可以通过增加EPS（胞外络合物）的浓度提高吸附效率，但是当EPS达到最大吸附浓度时，提高吸附效率需要通过怎样的手段需要进一步研究； 3. 由于EPS的多少随着微生物的生长发育而变化，因此怎样更好地控制微生物生长过程中的EPS需要更深的研究； 目前该领域的研究技术 目前重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题，研究微生 物与重金属之间的相互关系具有至关重要的作用，目前该领域研究 采用的技术主要有: 1.通过16srRNA的基因扩增后测序，从而判断菌株的种类，通过高通量的方法来研究重金属胁迫下对微生物的多样性的影响。 2.以群 落水平碳 源 利用类 型 为基础 的B1oLoG氧化还原技术来研究土壤微生物群落功能多样性。 3.形态学分析技术：荧光显微镜 细胞结构分析：生物标记分子 （用高效气相色谱定量分析） 4.分子生物学方法： 核酸探针检测技术、引物扩增技术、电泳分离技术、微生物酶测定的方法（如蛋白酶、脲酶、 纤维素酶等活性测定方法）、 MAR-FISH（显微放射自显影—荧光原位杂交）， STAR-FISH（底物痕量自显影—荧光原位杂交）， MICRO-FISH（显微放射自显影—荧光原位杂交）。 5.同步辐射X射线光谱技术分析研究重金属的迁移转化。 6.建立重金属迁移转化的分相及累积模型进行分析。 7.室内培养、重金属形态分级、吸附解吸实验、室内淋溶实验及模拟模型等综合研究方法。 随着社会经济的发展，重金属对环境的污染日益加剧，而 生物修复技术为修复重金属污染开辟了一个新的途径。因此 研究微生物与重金属之间的相互关系，弄清楚二者之间的关 系问题已成为为生物修复技术提供必要的理论基础和可靠数 据的基石。
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